栉孔扇贝Fosmid文库的构建及基因组结构特征分析

研究构建第一个栉孔扇贝的fosmid基因组文库,该文库包含133 851个克隆,插入片断平均长度为40 kb,覆盖栉孔扇贝基因组的4.3倍.栉孔扇贝DNA在fosmid传代中表现得较为稳定,没有发现插入片段的丢失或重排.所有的克隆进行了超级池和二级池的构建,并筛选了2个基因和7个微卫星,结果阳性克隆数介于2到8之间.由此可见,该文库可以很好的用于目的基因或标记的筛选,将有利于物理作图和基因的图位克隆研究.2 016个克隆进行双末端测序,获得3 646 条序列.序列总长2 286 986 bp,大约占栉孔扇贝基因组的1.84‰.共得到2 500条串连重复序列,其中微卫星序列371条,小卫星序列1 816条,卫星序列313条.共得到317条散布重复序列,总长97 412 bp,占测序总长的4.26%.查找到的散布重复序列共有4种类型:DNA 转座子、LTR 反转座子、LINE反转座子和滚环转座子,其中LINE反转座子的数目最多.BLAST比对共有1 383条序列与数据库现有的序列有明显的相似性(E＜e-5),占测序总数的37.93%.BLASTN比对有明显相似性的1 036条序列中,与nr数据库序列相似的有113条,与EST数据库序列相似的有923条.BLASTX比对有明显相似性的序列有347条,占序列总数的9.52%.     

雨生红球藻β-胡萝卜素酮化酶基因的cDNA和基因组DNA克隆及序列分析

根据已知的β-胡萝卜素酮化酶(β-carotene ketolase,BKT)的cDNA序列设计引物,利用长距离PCR扩增获得了bkt基因的cDNA完整编码片段及基因组DNA片段,并对这些片断进行了序列测定。cDNA和基因组DNA比对结果表明该基因至少包括5个内含子,它们的剪切位点皆符合GU-AG规律。在比对结果中同时还发现一个19bp的短序列重复,该重复序列在bkt的cDNA和基因组DNA上都发生了多次重复,推测在BKT的表达调控中可能具有一定功能。另外,在序列比对过程中还发现本实验所获得的cDNA和基因组DNA序列与前人报道的cDNA序列之间都存在多处单碱基差异和19bp的短序列差异。     

三角褐指藻磷酸甘油酸变位酶基因可能侧翼序列的筛选、克隆以及序列测定

采用RT PCR的方法从酵母中成功地得到了磷酸甘油酸变位酶的cDNA基因 ,分别用32 P和地高辛 ddUTP标记以用作探针。以32 P标记的探针筛选三角褐指藻基因组文库 ,获得了 4kb的阳性DNA片段 ;进一步分析发现 ,该 4kb片段的真正阳性区域是位于片段端部的30 6bp的序列 ,因此认为该序列为三角褐指藻磷酸甘油酸变位酶基因的侧翼部分。克隆该30 6bp的DNA片段 ,并且测定其序列。结果表明 ,该 30 6bp的DNA片段包含两个同向重复序列 ,每个重复序列的大小为 1 1 6bp ,在每个重复序列中均含有GGTTCAATGT区域 ,这与一般常见的真核基因 5′端的CAATbox有相似之处。     

应用MSAP技术研究扇贝全基因组DNA甲基化水平

DNA甲基化作为真核生物基因组重要的表观遗传学修饰,对生物体基因的表达有重要的调控作用。为获得扇贝基因组DNA甲基化修饰水平及模式等表观遗传学信息,以栉孔扇贝(Chlamys farreri)、海湾扇贝(Argopecten irradians)、虾夷扇贝(Mizuhopecten yessoensis)以及本课题组培育的"海大金贝"为材料,建立了甲基化敏感扩增多态性方法(Methylation-sensitive amplified polymorphism,MSAP)的反应体系,利用该方法对其基因组DNA CCGG区域的甲基化水平进行分析。结果表明,本研究筛选得到的引物组合可用于贝类DNA甲基化的研究,在栉孔扇贝、海湾扇贝、普通虾夷扇贝和"海大金贝"的甲基化比例分别为32.08%、25.99%、32.88%和34.97%。几种扇贝基因组CCGG序列中,胞嘧啶的全甲基化率要高于半甲基化率,推测扇贝基因组中主要的甲基化模式是CpG型。通过对"海大金贝"和普通虾夷扇贝闭壳肌甲基化谱进行比较,筛查得到46个差异位点,这些位点可能参与"海大金贝"闭壳肌积累类胡萝卜素的调控。     

大黄鱼cGAS-like基因isofrom X1的克隆鉴定及在感染刺激隐核虫后的表达变化

cGAS(cyclic GMP-AMP synthase)基因是近几年来新发现的先天免疫中一个新型的信号分子。作者基于大黄鱼(Larimichthys crocea)基因组信息,用cDNA末端快速扩增(RACE)技术在鳃组织中克隆鉴定了cGAS基因cDNA全长序列:包含1个231 bp的5′端-非翻译区(5′-UTR)、207 bp的3′-UTR和1 488 bp的开放阅读框(ORF),命名为Lc-cGAS-like X1。该基因编码1个由495个氨基酸残基组成的多肽,预测的分子量(Mw)大小为56.57kDa,理论等电点(pI)为9.45;序列分析表明其预测的蛋白无信号肽,第115～431位氨基酸序列为Mab-21功能域,第470～492位氨基酸序列为跨膜结构域。基因组全长3 153 bp,包含8个外显子和7个内含子,所有内含子的剪切特点都符合GT-AG规则。同源比对结果显示:Lc-cGAS-likeX1与鱼类cGAS的相似性大于66%,与高等脊椎动物的相似性较低。系统进化分析表明Lc-cGAS-like X1与鱼类cGAS聚成一支。荧光定量PCR(qPCR)检测显示Lc-cGAS基因(X1/X2两种剪切体)在大黄鱼9种组织中均有表达,其中在鳃中的表达量最高;刺激隐核虫感染后,大黄鱼免疫器官头肾中Lc-cGASmRNA分别在刺激隐核虫幼虫感染阶段和滋养体脱落阶段出现了极显著上调(P0.01);解毒器官肝脏中分别在滋养体脱落阶段和细菌感染阶段出现极显著上调变化(P0.01)。本研究结果暗示大黄鱼cGAS基因参与了大黄鱼感染刺激隐核虫的免疫防御过程,为进一步了解鱼类cGAS基因的多样化功能提供参考。     

对虾白斑综合症病毒基因组同源重复区结合蛋白的筛选

对对虾白斑综合症病毒（WSSV）基因组序列分析发现，基因组3％的区域均匀分布有与昆虫杆状病毒类似的9个同源重复区，很可能具有昆虫杆状病毒同源重复区参与病毒复制起始或转录调控的功能．以WSSV基因组同源重复区中一个包含高度保守结构域的小重复片断DNA（210bp）作为配体，利用WSSV基因组噬菌体展示库，经过5轮淘选出一个可与DNA特异结合的重组噬菌体克隆，包含的外源DNA片断长度为306bp．通过与WSSV基因组序列对比，发现该序列为WSSV的ORFs中wsv 021的5’端部分．推测wsv 021是一个可能与病毒复制或调控相关的重要功能基因．     

几种海水贝类甲醛浸渍标本DNA的提取及rRNA基因ITS序列的扩增

从中国科学院海洋生物标本馆收藏的8种甲醛浸渍的海水贝类标本中提取DNA并对其rRNA编码基因的ITS序列进行特异性扩增,在牡蛎Crassostrea sp．、长肋日月贝Amussium pleurondectes (Linnaeus)、扇贝Volachlamys ringaporinug(Sowerby)与华贵栉孔扇贝Chlamys nobilis(Reeve)等4个物种的标本中成功获得扩增产物。利用图片分析软什得出牡蛎标本的ITS-1和ITS-2扩增片段分别为408bp和524bp,长肋日月贝标本分别521bp和537bp,而扇贝Volachlamys ringaporinug(Sowerby)与华贵栉孔扇贝标本只获得ITS-1扩增片段,长度均为545bp。     

基于16S rDNA基因序列探讨引进物种紫扇贝(Argopecten purpuratus)在海湾扇贝属(Argopecten)中的分类地位

秘鲁紫扇贝(Argopecten purpuratus)于2008年被引进我国,与海湾扇贝(Argopecten irradians irradians)成功杂交。为探讨紫扇贝在海湾扇贝属中的分类地位及与相似种海湾扇贝的进化关系,随机选取紫扇贝和海湾扇贝各10个个体,利用通用引物进行16S rDNA基因片段扩增并双向测序。序列分析结果表明,紫扇贝和海湾扇贝扩增获得基因片段长度均为542bp,碱基组成A+T所占比例分别为紫扇贝54.2%和海湾扇贝55.1%。紫扇贝和海湾扇贝种内分别有6和10个变异位点,种间有41个变异位点,且种内和种间变异均为转换或者颠换,无插入/缺失类型。结合Gen Bank同源序列信息,对海湾扇贝属物种进行遗传距离分析及分子系统树的构建。结果表明:海湾扇贝属7种扇贝[紫扇贝(A.purpuratus)、A.irradians、墨西哥湾扇贝(A.i.concentricus)、A.i.irradians、A.nucleus、A.gibbus和A.ventricosus]在系统树上聚为2支,与紫扇贝亲缘关系最近的是A.ventricosus,且该两种扇贝单独聚为一支。其余5种扇贝中,A.irradians、A.i.concentricus和A.i.irradians最先聚为一支,支持A.i.concentricus和A.i.irradians为A.irradians两个亚种的结论;另外,A.nucleus与以上三者也有很近的亲缘关系。该研究结果为海湾扇贝属物种进化、迁移及其遗传育种研究提供了理论基础。     

三种鳜鱼(Siniperca)生长激素基因的克隆及序列比较

采用长片段PCR及T-A克隆技术,从基因组DNA成功克隆翘嘴鳜、大眼鳜和斑鳜含完整阅读框的生长激素（Growth Hormone,GH）基因DNA全序列,翘嘴鳜序列全长5548bp,大眼鳜序列全长5483bp,斑鳜序列全长5789bp,提交GenBank数据库后获得注册号分别为EF205280、EF205281、EF441623。三种鳜鱼GH基因均由六个外显子、五个内含子组成;均在第二内含子中相同位置发现“AG”微卫星重复序列;均在第三内含子末端发现一处剪接位点序列的相邻重复。三种GH基因在第一、二、三内含子处存在碱基长度差异。序列间差异主要表现为邻近序列的重复、DNA片段的缺失或插入及单核苷酸多态性（SNP）。翘嘴鳜与大眼鳜GH基因编码氨基酸序列完全相同,两者与斑鳜序列在第150位有一个氨基酸残基差异。采用MEGA软件对三种鳜鱼GH基因DNA序列及编码氨基酸序列分别构建UPGMA系统发育树,结果表明,在系统发育中,斑鳜可能最先从共有祖先物种中分化出来。     

大黄鱼(Larimichthys crocea)IL-10基因的克隆与表达分析

白细胞介素10(Interleukin 10,IL-10)是一种抗炎细胞因子,可以抑制机体免疫反应。本研究经过分析大黄鱼基因组数据库发现了IL-10同源基因,并对其cDNA编码区序列和基因组DNA序列进行了克隆分析。大黄鱼IL-10(LycIL-10)基因由5个外显子和4个内含子构成,其序列全长1 869bp,其开放阅读框(ORF)长555bp,编码184个氨基酸,其N端的22个氨基酸残基为预测的信号肽,成熟肽由162个氨基酸残基组成,包含了脊椎动物IL-10标志性保守序列。LycIL-10的氨基酸序列同其他已知物种的IL-10氨基酸序列的一致性为26.49%~77.01%。Real-time PCR分析发现LycIL-10在检测的组织中为组成型表达,在脾脏和肌肉中转录水平相对较高。三联灭活细菌疫苗和聚肌苷酸胞苷酸(poly(I∶C))刺激后,大黄鱼头肾和脾脏中LycIL-10mRNA的转录水平会显著升高,表明LycIL-10可能参与抑制大黄鱼由细菌和病毒引起的炎症反应。     

三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)微卫星位点的分离和序列分析

采用磁珠富集法,利用生物素标记的(GT)15寡核苷酸探针从三疣梭子蟹基因组DNA的Sau3A1酶切的500-1000bp片段中筛选微卫星序列.洗脱的杂交片段克隆到PMD18-T载体上构建富集微卫星基因组文库后,通过PCR筛选检测出阳性克隆进行测序.在56条测序序列中有49条非冗余序列包含有重复次数不少于5次的微卫星位点,阳性序列比例达到87.5%.其中perfect类型微卫星最大的重复次数为47次.在47条非冗余序列中,共有40条(85.1%)微卫星重复序列两端有侧翼序列能够进行引物设计.本研究中筛选的微卫星位点将为下一步的三疣梭子蟹种群遗传结构分析、经济性状的QTL定位提供遗传标记.     

泥蚶(Tegillarca granosa)GT微卫星位点的筛选和性质鉴定

采用磁珠富集法,利用生物素标记的(GT)15寡核苷酸探针从泥蚶基因组DNASau3A1酶切的500—1000bp片段中筛选GT/CA微卫星位点。洗脱的杂交片段克隆到PMD18-T载体上构建富集微卫星基因组文库后,通过PCR筛选检测出阳性克隆进行测序。在139条序列中有115条序列包含有重复次数不少于5次的微卫星位点,阳性序列比例达到82.7%。其中perfect类型微卫星最大的重复次数为35次。在112条非冗余序列中,共有100条(88.5%)微卫星重复序列两端有侧翼序列能够进行引物设计。     

条斑紫菜SSU 中内含子分析

根据GenBank中已知的条斑紫菜(Porphyra yezoensis)SSU和LSU r RNA基因序列分别设计引物,分别以混合个体和单个个体的基因组DNA以及c DNA为模板进行扩增,测序分析后推测SSU r RNA基因中的内含子转录后加工可能仍被保留,而在LSU r RNA基因上游序列中没有发现内含子。长511bp的内含子位于SSU r RNA基因序列的上游,其插入位点为TCTGGTG-CCAGCAGCC,内含子5′和3′端的核苷酸序列分别为AAC-和-ATGG。该内含子的剪接位点以及保守区P,Q,R,S与I型内含子是不同的。研究发现,在同种紫菜中,不同个体SSU基因中内含子的有无、分布及结构特征是不同的,说明内含子对于分类是不太适合的。但是内含子的长度以及核苷酸序列在种间又具有一定的特异性,可以为红藻种间以及种内亲缘关系较远的亚种和不同地理群的区分和鉴定提供参考。     

栉孔扇贝BI-1基因的克隆与表达分析

本研究采用RT-PCR和RACE技术首次获得了栉孔扇贝(Chlamys farreri)BI-1基因(Cf BI-1)c DNA全长序列,长度957bp,5′和3′非编码区长度分别为48bp和195bp,开放阅读框为714bp,预测编码一个含有237个氨基酸的蛋白质,分子量为27k Da;结构预测显示,Cf BI-1蛋白包含6个跨膜结构域。同源和分子进化聚类分析显示,Cf BI-1蛋白序列与其他一些物种中的BI-1蛋白序列相似性很高,表明BI-1具有很高的保守性。通过荧光定量PCR的方法检测了Cf BI-1 m RNA在栉孔扇贝正常组织中和在干露、脂多糖以及扇贝急性病毒性坏死症病毒刺激之后的表达水平的变化。结果表明,Cf BI-1在栉孔扇贝各组织中广泛分布,其中闭壳肌中的表达量最高,血淋巴中的表达量最低。在干露和病毒刺激以后,Cf BI-1基因表达水平较对照组都有显著上调(P0.05),表明Cf BI-1基因可能参与了干露刺激和急性病毒性坏死症病毒感染后的细胞应激响应及其诱导的细胞凋亡过程。综合上述分析,我们认为Cf BI-1基因在栉孔扇贝细胞凋亡调控过程中可能起到重要作用,可为栉孔扇贝凋亡相关基础研究提供参考。     

雨生红球藻sir基因克隆及在硫代谢中的功能分析

亚硫酸还原酶是硫代谢的关键酶.本文首次从雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)中克隆了亚硫酸还原酶基因(sir),发现该sir的DNA序列由3885个核苷酸组成,包括9个内含子,cDNA序列全长为2079 bp,编码692个氨基酸,属于NiR/SiR铁氧还蛋白超家族.系统发育分析表明,雨生红球藻中...     

紫扇贝与海湾扇贝种间杂交的研究

为推动中国扇贝养殖业的进一步发展,作者于2008年从秘鲁引进了紫扇贝(Argopecten purpuratus),尝试将紫扇贝与海湾扇贝(Argopecten purpuratus)进行杂交,以期培育出具有优势性状的杂交子代.利用引进的紫扇贝与海湾扇贝进行种间杂交,培育出紫扇贝(雌)×海湾扇贝(雄)杂交扇贝.实验证明紫扇贝的卵子与海湾扇贝的精子可正常受精,受精卵发育正常.杂交扇贝的生长速度在幼虫阶段和成体阶段均快于海湾扇贝.至收获时,杂交贝比海湾扇贝平均壳高、壳长和壳宽分别大27.3%,25.2%和19.3%,体质量增加107.0%,杂种优势明显.     

栉孔扇贝(Chlamys farreri)过氧化物酶体增殖物激活受体基因的鉴定与表达分析

过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome-proliferator-activated receptors,PPARs)是核激素受体超家族成员,在脂肪代谢过程中发挥重要的调控作用,目前贝类过氧化物酶体增殖物激活受体仍未见报道。本文利用已发表的栉孔扇贝(Chlamys farreri)基因组和转录组,获得其PPAR基因,命名为CfPPAR-like,基因开放阅读框全长1572 bp,编码486个氨基酸,预测蛋白质分子量MW为54305.3 Da,等电点pI为8.3,二、三级结构以转角和卷曲为主,无信号肽和跨膜区域,属于胞内蛋白。与脊椎动物PPARs蛋白序列比对表明CfPPAR-like包含DBD和LDB结构域,其中DBD区域保守性较高,而LBD的保守性较低。进化分析显示,栉孔扇贝等软体动物的PPARs聚为单独一支,仿刺参等棘皮动物的PPARs聚为单独一支,果蝇和线虫的PPARs基因同源物在进化树的最外端,脊椎动物的三种PPARs亚型分别聚类后,再与无脊椎动物PPARs聚类,结果支持核激素受体超家族在脊椎动物进化早期出现了各亚型这一假说。CfPPAR-like在幼虫发育过程中呈现普遍性表达,暗示其参与扇贝幼虫早期的分裂,贝壳的形成以及幼贝的变态过程;在成体各组织中,CfPPAR-like在栉孔扇贝的性腺、肾脏以及消化腺中表达量较高,表明其参与扇贝性腺分化、脂肪代谢等过程的调控。研究结果对于揭示贝类脂质代谢调控机制以及优良扇贝品种的培育具有重要意义。     

紫扇贝和海湾扇贝杂交家系的生长和通径分析

以紫扇贝(Argopecten purpuratus)和海湾扇贝(Argopecten irradians irradians)为亲本,建立了紫扇贝自交(ZZ)、海湾扇贝自交(HH)、紫扇贝(卵)×海湾扇贝(精)(ZH)和海湾扇贝(卵)×紫扇贝(精)(HZ)共4个试验家系.在养殖60、127 d时测定壳高、壳长、壳厚和体质量,并分析各养殖时期影响体质量的主要因素.结果表明:在各养殖时期,2杂交家系子代的壳高、壳厚以及体质量均表现出生长优势(P＜0.01),因此认为通过紫扇贝和海湾扇贝杂交方式是改善扇贝的良好方法.通径分析的结果表明,对于自交家系,壳长是影响体质量的主要影响因素,但对于杂交家系HZ来说,壳长(60 d)和壳厚(127 d)对体质量的决定作用最大;在杂交家系ZH,60 d时壳长和壳厚的协同作用对体质量的决定作用最大,127d时壳高的决定作用最大.因此对于两个杂交家系的选育,应按照不同性状对体质量的决定系数选择各时期的优势性状,以使子代的杂种优势充分表现.     

利用rDNA和ITS序列对1株裸甲藻的初步鉴定

测定了 1株分离自青岛胶州湾海水样品、从形态上初步确定为裸甲藻属 (Gymnodiniumsp,编号为 GYN- 1 5)的核糖体基因 (r DNA)和转录单元内间隔区 (Internal Transcribed Spacer,ITS)序列 ,并利用该序列对该藻进行了初步鉴定。测定的序列长 2 658bp,涵盖了小亚基 (smallsubunit,SSU) r DNA基因 3'端 1 747bp,ITS1 - 5.8S r DNA- ITS2全长和大亚基 (large subunit,LSU) r DNA基因 5'端 337bp。同源性分析该序列发现 GYN- 1 5与共生甲藻属 (Symbiodinium)中的 2个种 (Symbiodinium californium和 Gymnodinium varians)的对应序列具有很高的相似性 ;3株藻的各段 r DNA和 ITS序列的相似性均为 99%以上 ;以 SSU r DNA序列中的 3个可变区 (V1 V2 V3)和邻接法构建的系统树表明 ,GYN- 1 5与 S.californium和 G.varians构成 1个独立的新的子类群 ,该子类群属于共生甲藻属 ,而与各种裸甲藻的亲缘关系较远。根据这些结果可将GYN- 1 5初步鉴定为属于共生甲藻属。鉴于 GYN- 1 5和其它 2个种所构成的分支明显与 5个已知的子类群 (A,B,C,D,E)不同 ,因此将该分支命名为子类群 F。     

三种鳜鱼(Siniperca)生长激素基因内含子多态性的比较研究

鳜(Siniperca chuatsi)、大眼鳜(Siniperca kneri)、斑鳜(Siniperca schezeri)为鳜属中3种主要经济鱼类,具有较近的亲缘关系和相似的生活习性,但生长性状差异较大.为探索3种鳜鱼生长差异与基因差异间联系,以野生群体为材料,采用PCR扩增、电泳及测序等方法,对生长发育相关基因生长激素(GH)基因进行了多态性检测与分析.在第一内含子、第二内含子前段、第二内含子中段微卫星序列及第三内含子中均检测到多态性.各区域共检测到25种长度类型,其中4种为鳜与大眼鳜共有长度类型,3种为鳜、大眼鳜与斑鳜共有长度类型,其余18种为各物种特有长度类型.各区域长度类型共组成14种单倍型,无种间共有单倍型.序列长度差异主要由重复序列及DNA片段的插入或缺失形成.在第1内含子3'端-6位与第3内含子5'端+16位各发现一处靠近剪接位点的序列差异.根据多态性检测结果构建系统发育树,鳜与大眼鳜先聚为一枝.本研究可为进一步确认鳜鱼GH基因差异与生长性状间联系,并利用基因差异进行鳜鱼种质资源保护及分子育种奠定基础.